飞行器层板式前缘热管防热结构等效热分析

针对高超声速飞行器前缘尖锐部件所面临的严重气动热,提出层板式前缘热管防热结构。为避免前缘热管内复杂的两相传热传质计算,对高温热管蒸汽腔的传热进行了等效导热分析,讨论了蒸汽腔的等效导热系数的计算方法,与常规高温热管试验对比验证了计算方法的准确性。对该结构热防护效果的计算表明,当飞行器在34 km高度以7Ma速度飞行时,以IN718为管壁材料、Na为工质的层板式热管对头部半径为15 mm的前缘结构具有良好的热防护效果。     

热障涂层厚度及其涂敷下材料内部缺陷的红外定量识别

针对热障涂层结构材料红外定量检测存在的不足,提出基于脉冲相位的LM(LevenbergMarquardt)识别算法。针对研究问题,建立了轴对称圆柱坐标下热障涂层结构材料的瞬态导热模型,利用有限体积法计算出检测表面的温度场,经快速傅里叶变换得到检测表面的相位分布,分析待检测参数对检测表面相位差的影响。以相位为识别条件,采用LM反演算法对热障涂层厚度及其涂敷下材料内部缺陷位置大小进行定量识别,并采用数值实验方法验证了基于相位的LM识别方法的有效性。     

Cross-linking density and aging constitutive model of HTPB coating under prestrain thermal accelerated aging

In order to study the cross-linking density and aging constitutive relationship of HTPB coating during storage, the thermal accelerated aging tests at 0%, 3%, 6% and 9% prestrains were carried out. The cross-linking density of HTPB coating at different aging stages were tested using low-field ¹H NMR and the variation of cross-linking density was analyzed. The aging model of cross-linking density considering the chemical aging and the physical stretching factors was established. The uniaxial tensile tests were carried out on HTPB coating at different aging stages and the cross-linking density was introduced into Ogden hyperelastic constitutive model as a characterization parameter of correction coefficient. Combined with uniaxial tensile test results, a prestrain aging constitutive model of HTPB coating was established. The results show that the cross-linking density of HTPB coating increases rapidly at first and then slowly with the increase of thermal accelerated aging time without prestrain. Under prestrain conditions, the cross-linking density of HTPB coating decreases at the early stage, and increases rapidly at first and then slowly at the middle and late stages of thermal accelerated aging. The correlation coefficients of aging model of cross-linking density and aging constitutive model with test results are R > 0.9500 and R > 0.9900 respectively, which can be used to accurately describe the cross-linking density and aging constitutive relationship of HTPB coating under prestrain accelerated thermal aging conditions.     

导弹结构热防护一体化设计与优化

针对导弹面临的严酷气动热力环境,基于传统波纹夹芯结构,为导弹设计了一种兼具承载和热防护功能的一体化结构。建立热-结构耦合计算模型,对一体化结构进行结构承载与热防护性能分析,结果表明:一体化结构在高温下具有较好的承载能力;增加一体化结构隔热层与内壁厚度有助于提高导弹的热防护效率。以一体化结构热防护效率最高和质量最小为目标,采用第二代非支配排序遗传算法实现了多目标优化,并认识到:一体化结构热防护效率与质量相互影响,设计时需要需综合考虑。     

采用瞬态球状热斗篷方法的浅层地下目标红外隐身技术

由于浅层地下目标与背景土壤的热物性不同,影响了整个区域表面的温度场分布,容易被敌方探测系统发现并击毁。针对这一问题,考虑太阳辐射、天空辐射以及风速的影响,建立了埋藏地下目标的区域温度分布传热模型,揭示了不同时段埋藏地下目标对区域表面温度场的影响。在变换热力学的基础上,通过坐标变换的方法,推导出球状瞬态热斗篷的导热系数的通解表达式。根据等效介质理论,对设计的热物性参数进行均质化,并通过数值实验方法验证了基于热斗篷地下目标红外隐身技术的可行性。     

Simple paths with exact and forbidden lengths

We study new decision and optimization problems of finding a simple path between two given vertices in an arc weighted directed multigraph such that the path length is equal to a given number or it does not fall into the given forbidden intervals (gaps). A fairly complete computational complexity classification is provided and exact and approximation algorithms are suggested.     

可展开遮阳罩技术研究进展及其关键科学问题

可展开遮阳罩一般是由多层轻质柔性高精度无褶皱薄膜和展开支撑臂及其控制装置组成,在轨后展开支撑臂有序展开多层大面积薄膜实现光控制和热控制性能,能有效改善和防护空间航天器。针对可展开遮阳罩结构,依据一维轴向、二维平面与三维周向的展开方式分类总结国内外可展开遮阳罩技术的研究进展,并对不同遮阳罩结构形状、薄膜材料、层数与展开方式等进行对比分析;梳理出遮阳罩在杂光抑制、折叠与展开变形机理、极端环境下薄膜多场耦合、低温热控、太阳辐射光压力矩及其计算方法等方面的关键科学问题,并给出了中国研究遮阳罩的发展建议。     

输油管道悬空管段过渡长度分析

在地质灾害作用下,埋地输油管道下方的土层下陷或流失会造成管道悬空。悬空管段入土端到埋地段嵌固点的长度定义为悬空管段的过渡长度,其会对悬空管段的固有频率产生很大影响。基于Winkler线性理论,建立管道与土壤相互作用的力学模型,以埋地管段横向位移和轴向位移为零处作为固定边界条件,计算输油管道悬空管段的过渡长度。利用ANSYS软件建立过渡长度有限元模型,计算悬空管段的固有频率,与实测数据对比分析。研究表明,过渡长度对悬空管段的静力分析、振动分析以及输油管道的完整性评价都有非常重要的意义。     

移动式铁路油罐车清洗装置水循环使用与节能分析

装备节能研究对建设绿色节能型社会具有重要意义。对移动式铁路油罐车清洗装置中清洗管路和吸污管路的热损进行分析计算,提出了水掺混循环使用的节能清洗方案,对清洗工艺中的传热过程、水循环使用中水掺混比例进行了详尽的分析计算,并对节能效果进行了分析。结果表明,清洗管路系统热损较低,水掺混循环使用的节能效果明显。     

一步法制备石蜡微胶囊的中试研究及性能表征

采用一步法在100L反应釜内进行石蜡微胶囊制备的中试,表征了石蜡微胶囊的微胶囊化率、粒径和热性能,探讨了中试工艺对产品性能的影响。结果表明中试产品与实验室小试产品的性能基本接近。中试石蜡微胶囊的微胶囊化率为70％,平均粒径为54．0μm,相变范围为40～80℃,相变峰值和热焓分别为65℃,114J／g,分解温度达250℃。